“Aerosol retrievals derived from a low-cost Calitoo sun-photometer taken on board a research vessel” artículo publicado en la revista Atmospheric Environment
Como parte de las actividades dentro del programa Measurement Lead Centre (MLC) de la Organización Meteorológica Mundial (OMM) sobre el uso potencial de fotómetros solares portátiles de bajo coste para actividades operativas, y en colaboración con el Instituto Español de Oceanografía (IEO), se ha publicado en Atmospheric Environment el estudio titulado Aerosol Retrievals Derived from a Low-Cost Calitoo Sun-Photometer Taken on Board a Research Vessel.
Este estudio presenta la evaluación de un período de 5 años de los datos de espesor óptico de aerosoles (AOD) y del Exponente de Ångström (AE) obtenidos con un fotómetro solar portátil Calitoo a bordo del buque de investigación Ángeles Alvariño (Figura 1 a, b, c). Las observaciones abarcaron desde marzo de 2018 hasta septiembre de 2023, centrándose en regiones marítimas clave como las Islas Canarias, costa del norte de África, el Mar Mediterráneo, Portugal, Mar Cantábrico y el Golfo de Vizcaya (Figura 1d). El Calitoo mide irradiancia solar en tres longitudes de onda (465, 540 y 619 nm).
Figure 1.- (a, b) Imágenes del buque Ángeles Alvariño, perteneciente al Instituto Español de Oceanografía (IEO-CSIC). (c) Fotómetro solar Calitoo. (d) Mapa de localización de las mediciones disponibles realizadas con el Calitoo a bordo del buque oceanográfico Ángeles Alvariño entre marzo de 2018 y septiembre de 2023. El valor de AOD a una longitud de onda de 540 nm está representado por el color de los puntos.
El análisis de incertidumbre de las mediciones de AOD con el Calitoo se realizó utilizando el método de Monte Carlo, obteniendo una incertidumbre expandida que varía entre 0.008 y 0.050, con una media y desviación estándar de 0.032±0.008 para las tres longitudes de onda. Nuestros resultados también destacan la notable estabilidad de calibración del Calitoo (<2.6%) durante este período de 5 años. Los valores de AOD obtenidos con el Calitoo fueron comparados con datos de AOD de estaciones de referencia de la red AERONET (Aerosol Robotic Network) de Santa Cruz de Tenerife (Islas Canarias), El Arenosillo (Huelva) y Palma de Mallorca (Islas Baleares). La comparación reveló una buena concordancia con coeficientes de correlación que oscilan entre 0.727 y 0.917 y un sesgo medio que varía entre -0.030 y -0.001 (Figura 2).
Figura 2.- Mapa de localización de las mediciones disponibles de Calitoo a bordo del buque oceanográfico Ángeles Alvariño: (a) Islas Canarias (26°-32°N, 20°-12°W), (b) Islas Baleares (37°-42°N, 0°-5°E), (c) Huelva (36°-37°N, 8°-6°W). Los puntos amarillos indican la ubicación de las estaciones AERONET (Santa Cruz de Tenerife, Palma de Mallorca y El Arenosillo). El valor de AOD a una longitud de onda de 540 nm está indicado por el color del punto. Diagrama de dispersión de AOD de Calitoo frente al AOD de AERONET entre marzo de 2018 y septiembre de 2023 a 465 nm (color negro), 540 nm (color azul) y 619 nm (color rojo) en (d) Islas Canarias, (e) Islas Baleares, (f) Huelva. Las líneas discontinuas representan los ajustes por el método de los mínimos cuadrados. Las pequeñas figuras representan las distribuciones de ocurrencia de las diferencias de AOD (AOD-Calitoo – AOD-AERONET).
Además, los datos de AOD medidos con el Calitoo fueron comparados con los productos de aerosol del MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) y CAMS-ECMWF (Copernicus Atmosphere Monitoring Service-European Centre for Medium-Range Weather Forecasts), obteniéndose que los valores de AOD de Calitoo eran generalmente más bajos, con un sesgo medio negativo de -0.063 y -0.024, respectivamente.
Estos resultados subrayan la fiabilidad del fotómetro solar Calitoo para estudios de aerosoles en regiones donde los instrumentos AERONET u otras redes de aerosoles no están disponibles. Asimismo, dado el bajo coste de los fotómetros Calitoo, podrían ser desplegados a bordo de un gran número de barcos mercantes y de pasajeros o en otras áreas remotas o de escaso monitoreo, proporcionando datos de AOD/AE casi en tiempo real para mejorar nuestra comprensión de los procesos de aerosoles o para la asimilación/validación de modelos o satélites.
Para más detalles acerca de este trabajo, por favor, referirse a: García, R. D., Barreto, Á., Rey, C. Fraile-Nuez, E., González-Vega, A., González-Vega, A., León-Luis, S.F., Alcantara, A., Almansa, A. F., Guirado-Fuentes, C., González-Sicilia, P., Cachorro, V.E., and and Bouchar, F.: Aerosol retrievals derived from a low-cost Calitoo sun-photometer taken on board a research vessel. Atmospheric Environment, Volume 341, 15, https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2024.120888, 2024.
